技术特征：
1.一种模拟化三维颅内血管狭窄分析模型的建立方法，其特征在于，包括：获取颅内血管部位的亮血图像组和增强黑血图像组；其中，所述亮血图像组和所述增强黑血图像组分别包括k个亮血图像和k个增强黑血图像；所述亮血图像组和所述增强黑血图像组中的图像一一对应；k为大于2的自然数；将每个亮血图像和对应的增强黑血图像作为一个图像对，对每个图像对进行预处理，得到该图像对的第一亮血图像和第一黑血图像；针对每个第一亮血图像，以对应的第一黑血图像为基准，利用基于高斯分布抽样的互信息和图像金字塔的配准方法进行图像配准，得到包括k个配准后亮血图像的配准后亮血图像组；利用所述配准后亮血图像组建立颅内血管模拟三维模型；针对所述颅内血管模拟三维模型中的每一段血管，得到表征该段血管狭窄程度的目标参数的数值；利用各段血管的所述目标参数的数值对所述颅内血管模拟三维模型进行标记，得到模拟化三维颅内血管狭窄分析模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对每个图像对进行预处理，得到该图像对的第一亮血图像和第一黑血图像，包括：针对每个图像对，以所述增强黑血图像为基准，将所述亮血图像进行坐标变换和图像插值，使用基于互信息的相似性度量，并采用预定搜索策略，得到预配准后的第一亮血图像；从所述增强黑血图像中，提取与所述第一亮血图像的扫描范围相同的区域内容，形成第一黑血图像。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述针对每个第一亮血图像，以对应的第一黑血图像为基准，利用基于高斯分布抽样的互信息和图像金字塔的配准方法进行图像配准，得到包括k个配准后亮血图像的配准后亮血图像组，包括：采用高斯分布抽样选取预处理后的部分图像对作为测试图像对；对每个测试图像对中的所述第一亮血图像和所述第一黑血图像，采用基于互信息和图像金字塔的配准方法进行图像配准，得到配准后该测试图像对中所述第一亮血图像对应的旋转矩阵；获得所有测试图像对的旋转矩阵的均值；利用所述旋转矩阵的均值，对除所述测试图像对之外的、其余预处理后的图像对中的所述第一亮血图像进行坐标变换，完成图像配准，得到包括k个配准后亮血图像的配准后亮血图像组。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对每个测试图像对中的所述第一亮血图像和所述第一黑血图像，采用基于互信息和图像金字塔的配准方法进行图像配准，得到配准后该测试图像对中所述第一亮血图像对应的旋转矩阵，包括：针对每个测试图像对，基于下采样处理，由所述第一亮血图像得到亮血高斯金字塔，由所述第一黑血图像得到黑血高斯金字塔；其中，所述亮血高斯金字塔和所述黑血高斯金字塔中包括从下至上分辨率依次变小的m个图像；m为大于3的自然数；基于上采样处理，利用所述亮血高斯金字塔得到亮血拉普拉斯金字塔，利用所述黑血
高斯金字塔得到黑血拉普拉斯金字塔；其中，所述亮血拉普拉斯金字塔和所述黑血拉普拉斯金字塔中包括从下至上分辨率依次变小的m-1个图像；对所述亮血拉普拉斯金字塔和所述黑血拉普拉斯金字塔中对应层的图像进行配准，得到配准的亮血拉普拉斯金字塔；利用所述配准的亮血拉普拉斯金字塔作为叠加信息，对所述亮血高斯金字塔和所述黑血高斯金字塔中各层图像进行自上而下的配准，得到配准的亮血高斯金字塔，并得到配准后该测试图像对中所述第一亮血图像对应的旋转矩阵。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用所述配准的亮血拉普拉斯金字塔作为叠加信息，对所述亮血高斯金字塔和所述黑血高斯金字塔中各层图像进行自上而下的配准，得到配准的亮血高斯金字塔，包括：对所述亮血高斯金字塔和所述黑血高斯金字塔中自上而下的第j层，将该层对应的黑血高斯图像作为参考图像，将该层对应的亮血高斯图像作为浮动图像，使用基于互信息的相似性度量，并采用预定搜索策略，实现图像配准，得到配准后的第j层亮血高斯图像；将所述配准后的第j层亮血高斯图像进行上采样操作，并与配准后的对应层亮血拉普拉斯图像相加，利用相加后的图像替换所述亮血高斯金字塔中第j+1层的亮血高斯图像；将第j+1层的黑血高斯图像作为参考图像，将替换后的第j+1层的亮血高斯图像作为浮动图像，使用预定相似性度量及预定搜索策略，实现图像配准，得到配准后的第j+1层亮血高斯图像；其中j＝1，2，
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，m-1，所述黑血高斯图像为所述黑血高斯金字塔中的图像，所述亮血高斯图像为所述亮血高斯金字塔中的图像。6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述利用所述配准后亮血图像组建立颅内血管模拟三维模型，包括：提高各个配准后亮血图像的对比度，得到k个对比增强亮血图像；利用所述k个对比增强亮血图像，建立颅内血管模拟三维模型。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述利用所述k个对比增强亮血图像，建立颅内血管模拟三维模型，包括：获取所述k个对比增强亮血图像构成的第一三维体数据；利用预设图像二值化方法计算所述第一三维体数据中，居中的第二三维体数据对应的第一阈值；将所述第一阈值作为移动立方体方法的输入阈值，利用所述移动立方体方法对所述第一三维体数据进行处理，得到颅内血管模拟三维模型。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述针对所述颅内血管模拟三维模型中的每一段血管，得到表征该段血管狭窄程度的目标参数的数值，包括：针对所述颅内血管模拟三维模型中的每一段血管，从预设的三个方位进行切分，获得各方位的二维切面图；将每个方位的二维切面图中的血管进行腐蚀操作，记录血管腐蚀至单个像素时的目标腐蚀次数；根据该段血管在所述三个方位分别对应的目标腐蚀次数，得到表征该段血管狭窄程度的目标参数的数值；
其中，所述预设的三个方位包括：轴位、冠状位和矢状位；所述三个方位分别对应的目标腐蚀次数包括：轴位对应的目标腐蚀次数n1、冠状位对应的目标腐蚀次数n2和矢状位对应的目标腐蚀次数n3。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述目标参数包括狭窄率和/或扁平度；当所述目标参数包括狭窄率时，所述根据该段血管在所述三个方位分别对应的目标腐蚀次数，得到表征该段血管狭窄程度的目标参数的数值，包括：根据n1、n2、n3，利用血管的狭窄率公式得到该段血管的狭窄率的数值；其中，所述狭窄率公式为：当所述目标参数包括扁平度时，所述根据该段血管在所述三个方位分别对应的目标腐蚀次数，得到表征该段血管狭窄程度的目标参数的数值，包括：根据n1、n2、n3，利用血管的扁平度公式得到该段血管的扁平度的数值；其中，所述扁平度公式为：10.根据权利要求1或9所述的方法，其特征在于，所述利用各段血管的所述目标参数的数值对所述颅内血管模拟三维模型进行标记，得到模拟化三维颅内血管狭窄分析模型，包括：利用各段血管的所述目标参数的数值，采用与各数值对应的颜色对所述颅内血管模拟三维模型进行标记，得到模拟化三维颅内血管狭窄分析模型。
技术总结
本发明公开了一种模拟化三维颅内血管狭窄分析模型的建立方法，包括：获取颅内血管部位的亮血图像组和增强黑血图像组；将每个亮血图像和对应的增强黑血图像作为一个图像对，对每个图像对进行预处理得到该图像对的第一亮血图像和第一黑血图像；针对每个第一亮血图像以对应的第一黑血图像为基准，利用基于高斯分布抽样的互信息和图像金字塔的配准方法进行图像配准，得到配准后亮血图像组；利用配准后亮血图像组建立颅内血管模拟三维模型；针对颅内血管模拟三维模型中的每一段血管，得到表征该段血管狭窄程度的目标参数的数值；利用各段血管的目标参数的数值对颅内血管模拟三维模型进行标记，得到模拟化三维颅内血管狭窄分析模型。模型。模型。
技术研发人员：贾艳楠 王文杰
受保护的技术使用者：吴彬
技术研发日：2021.11.22
技术公布日：2022/3/11